鋼管矢板、鋼管矢板の連結構造および鋼管矢板の継手鋼管
【課題】Ｐ−Ｐ型継手による鋼管矢板の継手部におけるせん断耐力の向上を可能にした鋼管矢板の連結構造および鋼管矢板を提供する。
【解決手段】隣り合う鋼管矢板本管１，１の対向する側部に継手鋼管２，２をそれぞれ取り付ける。継手鋼管２，２の側部に設けられたスリット２ａ，２ａからそれぞれ鋼管矢板本管１方向に延びる円弧部２ｂ，２ｂどうしが互いに係合する。円弧部２ｂ，２ｂの外側部にずれ止め部材３を形成する。ずれ止め部材３は棒鋼または孔あき鋼板から形成し、継手鋼管２の軸方向に連続して形成する。継手鋼管２，２内にそれぞれモルタル４を充填する。
【解決手段】隣り合う鋼管矢板本管１，１の対向する側部に継手鋼管２，２をそれぞれ取り付ける。継手鋼管２，２の側部に設けられたスリット２ａ，２ａからそれぞれ鋼管矢板本管１方向に延びる円弧部２ｂ，２ｂどうしが互いに係合する。円弧部２ｂ，２ｂの外側部にずれ止め部材３を形成する。ずれ止め部材３は棒鋼または孔あき鋼板から形成し、継手鋼管２の軸方向に連続して形成する。継手鋼管２，２内にそれぞれモルタル４を充填する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼管矢板の連結構造ならびに鋼管矢板それに用いる継手鋼管に関し、主として土留め壁や鋼管矢板基礎などを構築する際に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
鋼管矢板を利用した土木構造物として例えば図１２（ａ）に図示するような鋼管矢板基礎が知られている。鋼管矢板基礎は複数の鋼管矢板を施工現場にて、円形などの閉鎖形状に組み合わせて良質な支持層に到達するまで設置し、その頭部に頂版を設けて構造物の基礎とするもので、橋梁などの基礎として用いられている。
【０００３】
またその際、鋼管矢板どうしは隣り合う鋼管矢板本管の対向する側部にそれぞれ突設された形鋼または鋼管からなる継手材どうしを係合し、その内側中空部にモルタル等を充填することにより接続されている。
【０００４】
特に継手材として鋼管を用いる、いわゆるＰ−Ｐ型（パイプ型）連結構造は、例えば図１２（ｂ）に図示するように、隣り合う鋼管矢板本管２０，２０の対向する側部に継手鋼管２１，２１をそれぞれ突設し、当該継手鋼管２１，２１どうしをその側部に設けられたスリット２１ａから鋼管矢板本管２０方向に伸びる円弧部２１ｂ，２１ｂどうしを互いに係合させ、その継手内部にモルタル２２等を充填することにより接合するもので、この場合の継手鋼管２１には通常外径１６５．２ｍｍ、板厚９または１１ｍｍの円形鋼管が用いられ、またモルタル２２には圧縮強度が２０Ｍｐａ程度のものが用いられている。
【０００５】
ところで、鋼管矢板基礎に水平方向の外力が作用すると、鋼管矢板間の継手部には鋼管の軸方向にせん断力が作用し、このせん断力が大きくなると継手部のずれ変形が急増して、鋼管矢板基礎の全体の曲げ剛性の低下の度合いが大きくなる。すなわち、鋼管矢板基礎の全体の曲げ剛性は、継手のせん断耐力に大きく影響する。
【０００６】
一般に、図１１（ａ），（ｂ）に図示するような、Ｐ−Ｐ型（パイプ型）継手による鋼管矢板継手部のせん断耐力（最大耐力）は、継手部中央の嵌合区間Ｈ内の界面でのずれ発生により決定される。
【０００７】
従来、鋼管矢板継手部のせん断耐力を向上させる方法として、上記した形鋼や鋼管からなる継手材に異形棒鋼などを突設して固化材の付着力を高める方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００８】
また特にＰ−Ｐ型連結構造においては、継手鋼管の径を大きくする方法の他に、継手鋼管の内周に突起を有する内面突起付き鋼管、外周に突起を有する外面突起付き鋼管、あるいは継手鋼管の内周と外周の両方に突起を有する内外面突起付鋼管を継手鋼管として用いることにより、継手鋼管内に充填されるモルタルの付着力を高める方法やこの両者を併用する方法が知られている（特許文献２、３、７参照）。
【０００９】
また、上記した嵌合区間Ｈのモルタル充填が特に重要である点に着目して嵌合区間Ｈに間隔保持用のスペーサーを突設したり（特許文献２、４参照）、嵌合区間Ｈが広くなるようにスリットの位置を決めたり（特許文献３参照）、嵌合区間Hを形成する継手爪部に複数個の貫通孔を設け十分な継手内洗浄、モルタル充填を行う方法（特許文献５）もとられている。
【００１０】
また、継手鋼管の拘束効果が小さいためにスリットに開き変形が生じ、このためせん断耐力の向上に自ずと限界があることから、継手嵌合区間Ｈに貫通孔を設ける等の方法（特許文献６）も試みられている。
【００１１】
【特許文献１】特公昭４９−２２４０４号公報
【特許文献２】特開２０００−３５５９３２号公報
【特許文献３】特開２００５−１０５７２６号公報
【特許文献４】特開２００２−１０５９４９号公報
【特許文献５】特開２０００−３５５９３３号公報
【特許文献６】特開２００５−４８３８５号公報
【特許文献７】特開２００６−１６１３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に記載された方法では、形鋼や鋼管からなる継手材は突起を設ける等して特にモルタルの付着力を向上させるようには形成されていないため、せん断耐力の向上には限界があり、また異形棒鋼の径や配置方法によっては継手部のせん断破壊モードが異なり、異形棒鋼とモルタルとの付着強度が十分に発揮されないという課題があった。
【００１３】
また、特許文献２、３、４および５に記載された方法は、あくまでも要求される継手のせん断耐力を確実に発揮させるための方法であり、継手せん断耐力の向上には限界があった。
【００１４】
また特に、特許文献７に図示するような外面突起付き鋼管は、鋼管本体に溶接して取り付ける際に、突起が邪魔になって鋼管本体との溶接が充分になされないおそれがあり、その場合、継手部のせん断耐力は鋼管本体と継手鋼管との溶接部強度により決定されることから、充分なせん断耐力を発揮できないおそれがあった。
【００１５】
また、継手鋼管の一方に内面突起付き鋼管を、他方に外面突起付き鋼管を用いた場合や、継手鋼管の一方に内外面突起付き鋼管を、他方に外面突起付き鋼管を用いた場合においては、図１１（ａ），（ｂ）で説明する継手嵌合空間Ａ室若しくはＣ室のみしかせん断耐力を期待できず、せん断耐力の向上に限界があった。
【００１６】
さらに、継手鋼管の一方に内外面突起付き鋼管を、他方に内面突起付き鋼管を用いた場合においては、図１１（ａ），（ｂ）で説明する継手嵌合空間Ａ室とＢ室、若しくはＣ室とＢ室の２室でせん断耐力を期待できるが、施工時にＢ室のスペースが狭くなって充分な洗浄とモルタル充填ができない場合には、Ｂ室のせん断耐力は発揮されず、そのためＡ室若しくはＣ室でしかせん断力を期待できず、せん断力の向上に限界があった。
【００１７】
また、両方の継手鋼管に内外面突起付き鋼管を用いた場合においては、図１１（ａ），（ｂ）で説明する継手嵌合空間Ａ室、Ｂ室およびＣ室の３室でせん断耐力を期待できるが、上記理由によりＢ室におけるせん断耐力を期待できないとなると、Ａ室とＣ室のみにせん断耐力を期待することになるが、その際、せん断耐力の向上を見込めない箇所にも突起を設けることになり、余計なコストを要する等の課題があった。
【００１８】
さらに、そもそも、外面突起付き鋼管（内外面突起付き鋼管を含む）は、製管加工時に突起が邪魔になったり突起が摩滅したりするおそれがあるため製管が比較的難しく、そのため入手も困難である。
【００１９】
そして、特許文献５および６に記載された方法は、継手鋼管の円弧部に貫通孔を精度よくあけることは非常に難しく、また貫通孔は同じ位置に対向させて配置する必要があるため、高とまり等の鋼管矢板の施工不良などで貫通孔にずれが生じると、期待されるせん断耐力が発揮されないという問題があった。
【００２０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、いわゆるＰ−Ｐ型継手による鋼管矢板の継手部におけるせん断耐力の向上を可能にした鋼管矢板の連結構造および鋼管矢板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１記載の鋼管矢板の連結構造は、隣り合う鋼管矢板本管の対向する側部に、軸方向にスリットを有する継手鋼管が取り付けられ、前記スリットどうしを係合させ、かつ前記継手鋼管の外周面のうち、係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられるとともに、該ずれ止め部材の設けられた空間に充填材が充填されていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明は、いわゆるＰ−Ｐ型継手による鋼管矢板継手部のせん断耐力（最大耐力）は、例えば図１１（ａ），（ｂ）に図示するように、継手部中央の嵌合区間Ｈ内の界面でのずれ発生で規定されるという観点からなされたもので、円弧部先端の外側面部にずれ止め部材を設けることで、鋼管矢板継手部のせん断耐力を向上させたものであり、ずれ止め部材を設けたことにより継手部における鋼管軸方向のずれのみならず、鋼管周方向のずれも阻止することができる。
【００２３】
また、外面突起を成型する箇所を継手を嵌合させた際に係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面に限定することで、突起成型のコストを低減できることや、継手鋼管を鋼管矢板本管に溶接する際に突起が弊害とならず、十分な溶接が可能となる。
【００２４】
従来の連結構造は、継手嵌合空間Ａ室、Ｂ室、Ｃ室の３室のうちで、Ｂ室のみがせん断耐力を期待できる構造であったため、３室で一番狭いＢ室の土砂を充分に洗浄し、Ｂ室にモルタルを充填することが必要であった。
【００２５】
しかし、施工時の打ち延びや打ち縮み等により継手嵌合空間Ｂ室が過度に狭くなった際には、Ｂ室の洗浄の作業が非常にやりにくくなり、Ｂ室のせん断耐力を確実に発揮させるために十分に洗浄するための工数や労力が多大となる。
【００２６】
本発明は、継手嵌合空間Ａ室とＣ室の２室で継手管内の洗浄とモルタルの充填を行なうことにより、従来と比較して高いせん断耐力を有し、継手部の信頼性を高めた鋼管矢板の連結構造を提供するものである。
【００２７】
また、継手部に止水性が要求される場合には、Ｂ室に止水材を充填することでその要求に応えることができる。この場合、止水目的であることからＢ室の洗浄は充分である必要でなく、また止水材としてモルタルを用いる場合高強度のモルタルは必要としない。なお、Ａ室とＣ室に充填するモルタルは２０Ｎ／ｍｍ２以上の強度とするのが望ましい。
【００２８】
また、止水目的でＢ室に充填される止水材は一般汎用品でよいが、モルタルを充填する場合は、モルタルの強度はＡ室とC室に充填するモルタルの強度相当以下とすることによりコストを抑え、流動性と施工性を高めるのが望ましい。
【００２９】
なお、施工時に継手嵌合空間Ｂ室にスペーサーを設けることにより、継手嵌合空間Ａ室とＣ室のずれ止め部材が突設された継手爪部長さ（充填材との付着面積）を確保することで、高いせん断耐力を充分に発揮させることができる。また、スペーサーとして鋼管を用いることにより、スペーサーをＢ室に止水材を充填する際の注入管として利用することができる。
【００３０】
ずれ止め部材は、丸鋼（鉄筋）や異形棒鋼、さらにはスタッド、孔あき鋼板、溶接ビード等から形成することができる。また、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に連続して形成してもよく、あるいは所定間隔おきに形成してもよい。さらに、複数列にかついわゆる千鳥状に形成してもよい。
【００３１】
請求項２記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１記載の鋼管矢板の連結構造において、前記継手鋼管は内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とするものである。
【００３２】
継手鋼管の内周に複数の突起を形成することで、継手部全体におけるずれ発生を阻止することができるため、継手部のせん断耐力はさらに向上する。なお、継手鋼管には、例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ図示するようなチェッカ状突起、スパイラル状突起、平行状突起を内周に有する内面突起付鋼管を用いることができる。
【００３３】
請求項３記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１または２記載の鋼管矢板の連結構造において、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とするものである。
【００３４】
請求項４記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造において、ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とするものである。
【００３５】
鋼管矢板の継手嵌合空間に異形棒鋼からなるずれ止め部材を突設することにより、充填材との付着面積を大きくすると共に、異形棒鋼の突模様による楔作用を利用して継手部のすべりを防止することで継手せん断耐力を向上させることができる。
【００３６】
この場合の異形棒鋼には、継手の洗浄時に障害とならない程度を考慮すると、径２５ｍｍ以下程度のものが望ましい。また、異形棒鋼の配置は、１継手鋼管につき２列以下とすることが望ましい。
【００３７】
請求項５記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造において、ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とするものである。この場合の孔あき鋼板の孔の形状や位置は特に限定されるものではない。
【００３８】
請求項６記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造において、ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とするものである。
【００３９】
ずれ止め部材にスタッドを用いることにより、突起成形時の入熱量が少なく、継手の熱ひずみが小さく、製造コスト（ひずみ矯正）を抑えることが可能となる。
【００４０】
特に外面突起を成型する箇所が、継手を嵌合させた際に係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面であり、突起成型時の入熱で継手爪部のひずみが大きくなると想定されるため、ずれ止め部材にスタッドを用い、入熱量を抑えることは非常に優れた技術となる。さらに、継手のずれ止めにスタッドを採用することで、製造時、鋼管矢板に継手鋼管を溶接した後に鋼管矢板を水平に設置したまま加工することができ、加工時間を短縮でき、また加工が容易でコスト縮減が可能となる。
【００４１】
また、スタッドは継手嵌合空間への突起突出量が少なく、継手洗浄時に障害となることがないため、継手管内を充分に洗浄し、モルタルを充填することが可能になり、せん断耐力を確実に発揮させることができる。また、煩雑な加工が不要で、製作が容易で経済的である。
【００４２】
好ましい実施例としては、高さ＝４ｍｍ〜１０ｍｍ、径Φ（幅）１０ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度のスタッド（外面突起）を使用する（ただし、上記諸元に左右されない）。配置としては、一継手管について２列以下にすることが望ましく、列配置、千鳥配置のいずれでもよい。
【００４３】
請求項７記載の鋼管矢板は、鋼管矢板本管と当該鋼管矢板本管の側部に取り付けられ、軸方向にスリットを有する継手鋼管とから構成され、かつ前記スリットを係合させて設置される鋼管矢板であって、前記継手鋼管の外周面のうち、係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられてなることを特徴とするものである。
【００４４】
請求項８記載の鋼管矢板は、請求項７記載の鋼管矢板において、前記継手鋼管は内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とするものである。
【００４５】
継手鋼管の内周に複数の突起を形成することで、継手部全体におけるずれ発生を阻止することができるため、継手部のせん断耐力はさらに向上する。なお、継手鋼管には、例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ図示するようなチェッカ状突起、スパイラル状突起、平行状突起を内周に有する内面突起付鋼管を用いることができる。
【００４６】
請求項９記載の鋼管矢板は、請求項７または８記載の鋼管矢板において、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とするものである。
【００４７】
請求項１０記載の鋼管矢板は、請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板において、ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とするものである。
【００４８】
鋼管矢板の継手嵌合空間に異形棒鋼からなるずれ止め部材を突設することにより、充填材との付着面積を大きくすると共に、異形棒鋼の突模様による楔作用を利用して継手部のすべりを防止することで継手せん断耐力を向上させることができる。
【００４９】
この場合の異形棒鋼には、継手の洗浄時に障害とならない程度を考慮すると、径２５ｍｍ以下程度のものが望ましい。また、異形棒鋼の配置は、１継手鋼管につき２列以下とすることが望ましい。
【００５０】
請求項１１記載の鋼管矢板は、請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板において、ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とするものである。この場合の孔あき鋼板の孔の形状や位置は特に限定されるものではない。
【００５１】
請求項１２記載の鋼管矢板は、請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板において、ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とするものである。
【００５２】
ずれ止め部材にスタッドを用いることにより、突起成形時の入熱量が少なく、継手の熱ひずみが小さく、製造コスト（ひずみ矯正）を抑えることが可能となる。
【００５３】
また、スタッドは継手嵌合空間への突起突出量が少なく、継手洗浄時に障害となることがないため、継手管内を充分に洗浄し、モルタルを充填することが可能になり、せん断耐力を確実に発揮させることができる。また、煩雑な加工が不要で、製作が容易で経済的である。
【００５４】
好ましい実施例としては、高さ＝４ｍｍ〜１０ｍｍ、径Φ（幅）１０ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度のスタッド（外面突起）を使用する（ただし、上記諸元に左右されない）。配置としては、一継手管について２列以下にすることが望ましく、列配置、千鳥配置のいずれでもよい。
【００５５】
請求項１３記載の鋼管矢板の継手鋼管は、鋼管矢板同士を連結するために鋼管矢板本管に取り付けられる継手鋼管であって、軸方向にスリットを有し、外周面のうち少なくとも別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００５６】
この場合のずれ止め部材は、丸鋼（鉄筋）や異形棒鋼、あるいは異形鉄筋などの棒鋼、さらにはスタッド、孔あき鋼板、溶接ビード等から形成することができる。また、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に連続して形成してもよく、あるいは所定間隔おきに形成してもよい。さらに、複数列にかついわゆる千鳥状に形成してもよい。
【００５７】
請求項１４記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３記載の鋼管矢板の継手鋼管において、内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とするものである。
【００５８】
継手鋼管の内周に複数の突起を形成することで、継手部全体におけるずれ発生を阻止することができるため、継手部のせん断耐力はさらに向上する。なお、継手鋼管には、例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ図示するようなチェッカ状突起、スパイラル状突起、平行状突起を内周に有する内面突起付鋼管を用いることができる。
【００５９】
請求項１５記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管において、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とするものである。
【００６０】
請求項１６記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管において、ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とするものである。
【００６１】
鋼管矢板の継手嵌合空間に異形棒鋼からなるずれ止め部材を突設することにより、充填材との付着面積を大きくすると共に、異形棒鋼の突模様による楔作用を利用して継手部のすべりを防止することで継手せん断耐力を向上させることができる。
【００６２】
この場合の異形棒鋼には、継手の洗浄時に障害とならない程度を考慮すると、径２５ｍｍ以下程度のものが望ましい。また、異形棒鋼の配置は、１継手鋼管につき２列以下とすることが望ましい。
【００６３】
請求項１７記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管において、ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とするものである。この場合の孔あき鋼板の孔の形状や位置は特に限定されるものではない。
【００６４】
請求項１８記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管において、ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とするものである。
【００６５】
ずれ止め部材にスタッドを用いることにより、突起成形時の入熱量が少なく、継手の熱ひずみが小さく、製造コスト（ひずみ矯正）を抑えることが可能となる。
【００６６】
また、スタッドは継手嵌合空間への突起突出量が少なく、継手洗浄時に障害となることがないため、継手管内を充分に洗浄し、モルタルを充填することが可能になり、せん断耐力を確実に発揮させることができる。また、煩雑な加工が不要で、製作が容易で経済的である。
【００６７】
好ましい実施例としては、高さ＝４ｍｍ〜１０ｍｍ、径Φ（幅）１０ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度のスタッド（外面突起）を使用する（ただし、上記諸元に左右されない）。配置としては、一継手管について２列以下にすることが望ましく、列配置、千鳥配置のいずれでもよい。
【発明の効果】
【００６８】
本発明は、互いに係合する継手鋼管の特に円弧部の外側部にずれ止め部材が設けられていることで、継手部中央の嵌合区間の界面でのずれ発生、すなわち円弧部とモルタルとの付着面でのずれ発生を阻止することができるため、継手部におけるせん断耐力が大幅に向上する。
【００６９】
また、継手鋼管として内面突起付鋼管を用いた場合、鋼管内面と充填材の付着力は増すが、係合部内に位置する突起のない継手鋼管外周面と充填材との間の付着力が小さいため、その部分で付着切れが発生する恐れがあるが、この付着切れをずれ止め部材によって阻止することによりせん断耐力はさらに向上する。
【００７０】
また、ずれ止め部材は円弧部の外側部にスタッドなどを溶接することにより形成されているため、煩雑な加工もなく、また溶接量もそれ程多くないため、製作も容易で経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
図１〜図３は、いずれも鋼管矢板のＰ−Ｐ型連結構造および鋼管矢板の例を示し、隣り合う鋼管矢板本管１，１の対向する側部に、継手鋼管２，２がそれぞれ鋼管矢板本管１の軸方向と平行に溶接することにより取り付けられている。
【００７２】
各継手鋼管２の側部にはそれぞれスリット２ａが継手鋼管２の軸方向に連続して形成されている。また、各継手鋼管２のスリット２ａから鋼管矢板本管１方向に延びる円弧部２ｂの先端の外側部に、複数のずれ止め部材３が溶接することにより取り付けられている。
【００７３】
ずれ止め部材３は、たとえば図１に図示するような丸鋼や異形鉄筋などの棒鋼、図２(ａ)，（ｂ）に図示するような孔あき鋼板、あるいは図３に図示するようなスタッドから形成され、これらのずれ止め部材３は継手鋼管２の軸方向に一列または複数列に連続して取り付けられ、特に複数列とする方がせん断耐力を向上させる上で有利である。
【００７４】
そして、このように形成された継手鋼管２，２の円弧部２ｂ，２ｂはスリット２ａ，２ａを介して互いに係合されている。すなわち、各円弧部２ｂのずれ止め部材３が取り付けられた先端部分が継手鋼管２内に挿入されている。また、円弧部２ｂの先端部分の両側、すなわち継手嵌合空間Ａ室とＣ室にモルタル４が充填されている。なお、モルタル４はＢ室にも充填されてもよい。こうして、鋼管矢板本管１，１は一対の継手鋼管２，２を介して接続されている。
【００７５】
鋼管矢板の継手部がこのように構成されていることで、継手部中央の嵌合区間Ｈの界面でのずれ発生、すなわち円弧部２ｂとモルタル４との付着面でのずれ発生が阻止されるため、鋼管矢板継手部におけるせん断耐力が大幅に向上する。
【００７６】
また特に、継手鋼管２として内周に突起を有する例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に図示するような内面突起突き鋼管を用いることにより継手部のせん断耐力はさらに向上する。
【００７７】
図５，６に示すグラフは、Ｐ−Ｐ型継手による鋼管矢板の継手部におけるせん断力と相対ずれ変位量との関係について、本発明と従来例を比較したものである。 なお、継手部におけるせん断耐力と相対ずれ変位量は、図７（ａ），（ｂ）に図示する装置を用い、押し抜きせん断実験によって測定した。
【００７８】
図５グラフ（１）は従来例であるずれ止め部材を設けない縞鋼管（図８（１））の実験結果を示し、グラフ（２），（３）、図６は本発明の実験結果を示し、特にグラフ（２）は異形鉄筋（図８（２））、グラフ（３）は孔あき鋼板（図８（３））図６はスタッド（図９（４））をずれ止め部材としてそれぞれ継手鋼管に溶接して用いた場合の実験結果を示したものである。グラフから明らかなように本発明が従来例より変位量が少なく、せん断耐力がはるかに大きいことがわかる。
【００７９】
図４は、施工時に継手嵌合空間Ｂ室にスペーサー５を立て込むことにより、継手嵌合空間Ａ室とＣ室のずれ止め部材３が突設された円弧部２ｂの先端部分の長さ（モルタル４との付着面積）を確実に確保することができ、高いせん断耐力を充分に発揮させることができる。また、スペーサー５として鋼管を用いることによりＢ室に止水材を充填する際の注入管として利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手による継手部のせん断耐力を簡単な構造で高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ずれ止め部材に棒鋼を用いた鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手部の構造を示す横断面図である。
【図２】ずれ止め部材に孔あき鋼板を用いた鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手部の構造を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図である。
【図３】ずれ止め部材にスタッドを用いた鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手部の構造を示す横断面図である。
【図４】継手嵌合空間Ｂ室に鋼管からなるスペーサーが立て込まれた鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手部の構造を示す横断面図である。
【図５】Ｐ−Ｐ型継手部のせん断耐力と相対ずれ変位量との関係について、本発明と従来を比較したグラフでる。
【図６】Ｐ−Ｐ型継手部のせん断耐力と相対ずれ変位量との関係について、突起にスタッドを用いたケースの実験結果である。
【図７】Ｐ−Ｐ型継手部のせん断耐力と相対ずれ変位量との関係を測定するための装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】Ｐ−Ｐ型継手の構造について本発明と従来例の実験例を示したものである。
【図９】Ｐ−Ｐ型継手の構造について本発明と従来例の実験例を示したものである。
【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、継手鋼管の内周に形成された突起の形状を示す継手鋼管の内周の一部表面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、Ｐ−Ｐ型継手部の破壊の状態を説明した継手部の横断面図である。
【図１２】（ａ）は鋼管矢板基礎の一例を示す斜視図、（ｂ）は従来の鋼管矢板継手部の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 鋼管矢板本管
２ 継手鋼管
２ａ スリット
２ｂ 円弧部
３ ずれ止め部材
４ モルタル
５ スペーサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼管矢板の連結構造ならびに鋼管矢板それに用いる継手鋼管に関し、主として土留め壁や鋼管矢板基礎などを構築する際に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
鋼管矢板を利用した土木構造物として例えば図１２（ａ）に図示するような鋼管矢板基礎が知られている。鋼管矢板基礎は複数の鋼管矢板を施工現場にて、円形などの閉鎖形状に組み合わせて良質な支持層に到達するまで設置し、その頭部に頂版を設けて構造物の基礎とするもので、橋梁などの基礎として用いられている。
【０００３】
またその際、鋼管矢板どうしは隣り合う鋼管矢板本管の対向する側部にそれぞれ突設された形鋼または鋼管からなる継手材どうしを係合し、その内側中空部にモルタル等を充填することにより接続されている。
【０００４】
特に継手材として鋼管を用いる、いわゆるＰ−Ｐ型（パイプ型）連結構造は、例えば図１２（ｂ）に図示するように、隣り合う鋼管矢板本管２０，２０の対向する側部に継手鋼管２１，２１をそれぞれ突設し、当該継手鋼管２１，２１どうしをその側部に設けられたスリット２１ａから鋼管矢板本管２０方向に伸びる円弧部２１ｂ，２１ｂどうしを互いに係合させ、その継手内部にモルタル２２等を充填することにより接合するもので、この場合の継手鋼管２１には通常外径１６５．２ｍｍ、板厚９または１１ｍｍの円形鋼管が用いられ、またモルタル２２には圧縮強度が２０Ｍｐａ程度のものが用いられている。
【０００５】
ところで、鋼管矢板基礎に水平方向の外力が作用すると、鋼管矢板間の継手部には鋼管の軸方向にせん断力が作用し、このせん断力が大きくなると継手部のずれ変形が急増して、鋼管矢板基礎の全体の曲げ剛性の低下の度合いが大きくなる。すなわち、鋼管矢板基礎の全体の曲げ剛性は、継手のせん断耐力に大きく影響する。
【０００６】
一般に、図１１（ａ），（ｂ）に図示するような、Ｐ−Ｐ型（パイプ型）継手による鋼管矢板継手部のせん断耐力（最大耐力）は、継手部中央の嵌合区間Ｈ内の界面でのずれ発生により決定される。
【０００７】
従来、鋼管矢板継手部のせん断耐力を向上させる方法として、上記した形鋼や鋼管からなる継手材に異形棒鋼などを突設して固化材の付着力を高める方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００８】
また特にＰ−Ｐ型連結構造においては、継手鋼管の径を大きくする方法の他に、継手鋼管の内周に突起を有する内面突起付き鋼管、外周に突起を有する外面突起付き鋼管、あるいは継手鋼管の内周と外周の両方に突起を有する内外面突起付鋼管を継手鋼管として用いることにより、継手鋼管内に充填されるモルタルの付着力を高める方法やこの両者を併用する方法が知られている（特許文献２、３、７参照）。
【０００９】
また、上記した嵌合区間Ｈのモルタル充填が特に重要である点に着目して嵌合区間Ｈに間隔保持用のスペーサーを突設したり（特許文献２、４参照）、嵌合区間Ｈが広くなるようにスリットの位置を決めたり（特許文献３参照）、嵌合区間Hを形成する継手爪部に複数個の貫通孔を設け十分な継手内洗浄、モルタル充填を行う方法（特許文献５）もとられている。
【００１０】
また、継手鋼管の拘束効果が小さいためにスリットに開き変形が生じ、このためせん断耐力の向上に自ずと限界があることから、継手嵌合区間Ｈに貫通孔を設ける等の方法（特許文献６）も試みられている。
【００１１】
【特許文献１】特公昭４９−２２４０４号公報
【特許文献２】特開２０００−３５５９３２号公報
【特許文献３】特開２００５−１０５７２６号公報
【特許文献４】特開２００２−１０５９４９号公報
【特許文献５】特開２０００−３５５９３３号公報
【特許文献６】特開２００５−４８３８５号公報
【特許文献７】特開２００６−１６１３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に記載された方法では、形鋼や鋼管からなる継手材は突起を設ける等して特にモルタルの付着力を向上させるようには形成されていないため、せん断耐力の向上には限界があり、また異形棒鋼の径や配置方法によっては継手部のせん断破壊モードが異なり、異形棒鋼とモルタルとの付着強度が十分に発揮されないという課題があった。
【００１３】
また、特許文献２、３、４および５に記載された方法は、あくまでも要求される継手のせん断耐力を確実に発揮させるための方法であり、継手せん断耐力の向上には限界があった。
【００１４】
また特に、特許文献７に図示するような外面突起付き鋼管は、鋼管本体に溶接して取り付ける際に、突起が邪魔になって鋼管本体との溶接が充分になされないおそれがあり、その場合、継手部のせん断耐力は鋼管本体と継手鋼管との溶接部強度により決定されることから、充分なせん断耐力を発揮できないおそれがあった。
【００１５】
また、継手鋼管の一方に内面突起付き鋼管を、他方に外面突起付き鋼管を用いた場合や、継手鋼管の一方に内外面突起付き鋼管を、他方に外面突起付き鋼管を用いた場合においては、図１１（ａ），（ｂ）で説明する継手嵌合空間Ａ室若しくはＣ室のみしかせん断耐力を期待できず、せん断耐力の向上に限界があった。
【００１６】
さらに、継手鋼管の一方に内外面突起付き鋼管を、他方に内面突起付き鋼管を用いた場合においては、図１１（ａ），（ｂ）で説明する継手嵌合空間Ａ室とＢ室、若しくはＣ室とＢ室の２室でせん断耐力を期待できるが、施工時にＢ室のスペースが狭くなって充分な洗浄とモルタル充填ができない場合には、Ｂ室のせん断耐力は発揮されず、そのためＡ室若しくはＣ室でしかせん断力を期待できず、せん断力の向上に限界があった。
【００１７】
また、両方の継手鋼管に内外面突起付き鋼管を用いた場合においては、図１１（ａ），（ｂ）で説明する継手嵌合空間Ａ室、Ｂ室およびＣ室の３室でせん断耐力を期待できるが、上記理由によりＢ室におけるせん断耐力を期待できないとなると、Ａ室とＣ室のみにせん断耐力を期待することになるが、その際、せん断耐力の向上を見込めない箇所にも突起を設けることになり、余計なコストを要する等の課題があった。
【００１８】
さらに、そもそも、外面突起付き鋼管（内外面突起付き鋼管を含む）は、製管加工時に突起が邪魔になったり突起が摩滅したりするおそれがあるため製管が比較的難しく、そのため入手も困難である。
【００１９】
そして、特許文献５および６に記載された方法は、継手鋼管の円弧部に貫通孔を精度よくあけることは非常に難しく、また貫通孔は同じ位置に対向させて配置する必要があるため、高とまり等の鋼管矢板の施工不良などで貫通孔にずれが生じると、期待されるせん断耐力が発揮されないという問題があった。
【００２０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、いわゆるＰ−Ｐ型継手による鋼管矢板の継手部におけるせん断耐力の向上を可能にした鋼管矢板の連結構造および鋼管矢板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１記載の鋼管矢板の連結構造は、隣り合う鋼管矢板本管の対向する側部に、軸方向にスリットを有する継手鋼管が取り付けられ、前記スリットどうしを係合させ、かつ前記継手鋼管の外周面のうち、係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられるとともに、該ずれ止め部材の設けられた空間に充填材が充填されていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明は、いわゆるＰ−Ｐ型継手による鋼管矢板継手部のせん断耐力（最大耐力）は、例えば図１１（ａ），（ｂ）に図示するように、継手部中央の嵌合区間Ｈ内の界面でのずれ発生で規定されるという観点からなされたもので、円弧部先端の外側面部にずれ止め部材を設けることで、鋼管矢板継手部のせん断耐力を向上させたものであり、ずれ止め部材を設けたことにより継手部における鋼管軸方向のずれのみならず、鋼管周方向のずれも阻止することができる。
【００２３】
また、外面突起を成型する箇所を継手を嵌合させた際に係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面に限定することで、突起成型のコストを低減できることや、継手鋼管を鋼管矢板本管に溶接する際に突起が弊害とならず、十分な溶接が可能となる。
【００２４】
従来の連結構造は、継手嵌合空間Ａ室、Ｂ室、Ｃ室の３室のうちで、Ｂ室のみがせん断耐力を期待できる構造であったため、３室で一番狭いＢ室の土砂を充分に洗浄し、Ｂ室にモルタルを充填することが必要であった。
【００２５】
しかし、施工時の打ち延びや打ち縮み等により継手嵌合空間Ｂ室が過度に狭くなった際には、Ｂ室の洗浄の作業が非常にやりにくくなり、Ｂ室のせん断耐力を確実に発揮させるために十分に洗浄するための工数や労力が多大となる。
【００２６】
本発明は、継手嵌合空間Ａ室とＣ室の２室で継手管内の洗浄とモルタルの充填を行なうことにより、従来と比較して高いせん断耐力を有し、継手部の信頼性を高めた鋼管矢板の連結構造を提供するものである。
【００２７】
また、継手部に止水性が要求される場合には、Ｂ室に止水材を充填することでその要求に応えることができる。この場合、止水目的であることからＢ室の洗浄は充分である必要でなく、また止水材としてモルタルを用いる場合高強度のモルタルは必要としない。なお、Ａ室とＣ室に充填するモルタルは２０Ｎ／ｍｍ２以上の強度とするのが望ましい。
【００２８】
また、止水目的でＢ室に充填される止水材は一般汎用品でよいが、モルタルを充填する場合は、モルタルの強度はＡ室とC室に充填するモルタルの強度相当以下とすることによりコストを抑え、流動性と施工性を高めるのが望ましい。
【００２９】
なお、施工時に継手嵌合空間Ｂ室にスペーサーを設けることにより、継手嵌合空間Ａ室とＣ室のずれ止め部材が突設された継手爪部長さ（充填材との付着面積）を確保することで、高いせん断耐力を充分に発揮させることができる。また、スペーサーとして鋼管を用いることにより、スペーサーをＢ室に止水材を充填する際の注入管として利用することができる。
【００３０】
ずれ止め部材は、丸鋼（鉄筋）や異形棒鋼、さらにはスタッド、孔あき鋼板、溶接ビード等から形成することができる。また、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に連続して形成してもよく、あるいは所定間隔おきに形成してもよい。さらに、複数列にかついわゆる千鳥状に形成してもよい。
【００３１】
請求項２記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１記載の鋼管矢板の連結構造において、前記継手鋼管は内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とするものである。
【００３２】
継手鋼管の内周に複数の突起を形成することで、継手部全体におけるずれ発生を阻止することができるため、継手部のせん断耐力はさらに向上する。なお、継手鋼管には、例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ図示するようなチェッカ状突起、スパイラル状突起、平行状突起を内周に有する内面突起付鋼管を用いることができる。
【００３３】
請求項３記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１または２記載の鋼管矢板の連結構造において、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とするものである。
【００３４】
請求項４記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造において、ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とするものである。
【００３５】
鋼管矢板の継手嵌合空間に異形棒鋼からなるずれ止め部材を突設することにより、充填材との付着面積を大きくすると共に、異形棒鋼の突模様による楔作用を利用して継手部のすべりを防止することで継手せん断耐力を向上させることができる。
【００３６】
この場合の異形棒鋼には、継手の洗浄時に障害とならない程度を考慮すると、径２５ｍｍ以下程度のものが望ましい。また、異形棒鋼の配置は、１継手鋼管につき２列以下とすることが望ましい。
【００３７】
請求項５記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造において、ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とするものである。この場合の孔あき鋼板の孔の形状や位置は特に限定されるものではない。
【００３８】
請求項６記載の鋼管矢板の連結構造は、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造において、ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とするものである。
【００３９】
ずれ止め部材にスタッドを用いることにより、突起成形時の入熱量が少なく、継手の熱ひずみが小さく、製造コスト（ひずみ矯正）を抑えることが可能となる。
【００４０】
特に外面突起を成型する箇所が、継手を嵌合させた際に係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面であり、突起成型時の入熱で継手爪部のひずみが大きくなると想定されるため、ずれ止め部材にスタッドを用い、入熱量を抑えることは非常に優れた技術となる。さらに、継手のずれ止めにスタッドを採用することで、製造時、鋼管矢板に継手鋼管を溶接した後に鋼管矢板を水平に設置したまま加工することができ、加工時間を短縮でき、また加工が容易でコスト縮減が可能となる。
【００４１】
また、スタッドは継手嵌合空間への突起突出量が少なく、継手洗浄時に障害となることがないため、継手管内を充分に洗浄し、モルタルを充填することが可能になり、せん断耐力を確実に発揮させることができる。また、煩雑な加工が不要で、製作が容易で経済的である。
【００４２】
好ましい実施例としては、高さ＝４ｍｍ〜１０ｍｍ、径Φ（幅）１０ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度のスタッド（外面突起）を使用する（ただし、上記諸元に左右されない）。配置としては、一継手管について２列以下にすることが望ましく、列配置、千鳥配置のいずれでもよい。
【００４３】
請求項７記載の鋼管矢板は、鋼管矢板本管と当該鋼管矢板本管の側部に取り付けられ、軸方向にスリットを有する継手鋼管とから構成され、かつ前記スリットを係合させて設置される鋼管矢板であって、前記継手鋼管の外周面のうち、係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられてなることを特徴とするものである。
【００４４】
請求項８記載の鋼管矢板は、請求項７記載の鋼管矢板において、前記継手鋼管は内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とするものである。
【００４５】
継手鋼管の内周に複数の突起を形成することで、継手部全体におけるずれ発生を阻止することができるため、継手部のせん断耐力はさらに向上する。なお、継手鋼管には、例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ図示するようなチェッカ状突起、スパイラル状突起、平行状突起を内周に有する内面突起付鋼管を用いることができる。
【００４６】
請求項９記載の鋼管矢板は、請求項７または８記載の鋼管矢板において、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とするものである。
【００４７】
請求項１０記載の鋼管矢板は、請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板において、ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とするものである。
【００４８】
鋼管矢板の継手嵌合空間に異形棒鋼からなるずれ止め部材を突設することにより、充填材との付着面積を大きくすると共に、異形棒鋼の突模様による楔作用を利用して継手部のすべりを防止することで継手せん断耐力を向上させることができる。
【００４９】
この場合の異形棒鋼には、継手の洗浄時に障害とならない程度を考慮すると、径２５ｍｍ以下程度のものが望ましい。また、異形棒鋼の配置は、１継手鋼管につき２列以下とすることが望ましい。
【００５０】
請求項１１記載の鋼管矢板は、請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板において、ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とするものである。この場合の孔あき鋼板の孔の形状や位置は特に限定されるものではない。
【００５１】
請求項１２記載の鋼管矢板は、請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板において、ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とするものである。
【００５２】
ずれ止め部材にスタッドを用いることにより、突起成形時の入熱量が少なく、継手の熱ひずみが小さく、製造コスト（ひずみ矯正）を抑えることが可能となる。
【００５３】
また、スタッドは継手嵌合空間への突起突出量が少なく、継手洗浄時に障害となることがないため、継手管内を充分に洗浄し、モルタルを充填することが可能になり、せん断耐力を確実に発揮させることができる。また、煩雑な加工が不要で、製作が容易で経済的である。
【００５４】
好ましい実施例としては、高さ＝４ｍｍ〜１０ｍｍ、径Φ（幅）１０ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度のスタッド（外面突起）を使用する（ただし、上記諸元に左右されない）。配置としては、一継手管について２列以下にすることが望ましく、列配置、千鳥配置のいずれでもよい。
【００５５】
請求項１３記載の鋼管矢板の継手鋼管は、鋼管矢板同士を連結するために鋼管矢板本管に取り付けられる継手鋼管であって、軸方向にスリットを有し、外周面のうち少なくとも別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００５６】
この場合のずれ止め部材は、丸鋼（鉄筋）や異形棒鋼、あるいは異形鉄筋などの棒鋼、さらにはスタッド、孔あき鋼板、溶接ビード等から形成することができる。また、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に連続して形成してもよく、あるいは所定間隔おきに形成してもよい。さらに、複数列にかついわゆる千鳥状に形成してもよい。
【００５７】
請求項１４記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３記載の鋼管矢板の継手鋼管において、内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とするものである。
【００５８】
継手鋼管の内周に複数の突起を形成することで、継手部全体におけるずれ発生を阻止することができるため、継手部のせん断耐力はさらに向上する。なお、継手鋼管には、例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）にそれぞれ図示するようなチェッカ状突起、スパイラル状突起、平行状突起を内周に有する内面突起付鋼管を用いることができる。
【００５９】
請求項１５記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管において、ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とするものである。
【００６０】
請求項１６記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管において、ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とするものである。
【００６１】
鋼管矢板の継手嵌合空間に異形棒鋼からなるずれ止め部材を突設することにより、充填材との付着面積を大きくすると共に、異形棒鋼の突模様による楔作用を利用して継手部のすべりを防止することで継手せん断耐力を向上させることができる。
【００６２】
この場合の異形棒鋼には、継手の洗浄時に障害とならない程度を考慮すると、径２５ｍｍ以下程度のものが望ましい。また、異形棒鋼の配置は、１継手鋼管につき２列以下とすることが望ましい。
【００６３】
請求項１７記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管において、ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とするものである。この場合の孔あき鋼板の孔の形状や位置は特に限定されるものではない。
【００６４】
請求項１８記載の鋼管矢板の継手鋼管は、請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管において、ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とするものである。
【００６５】
ずれ止め部材にスタッドを用いることにより、突起成形時の入熱量が少なく、継手の熱ひずみが小さく、製造コスト（ひずみ矯正）を抑えることが可能となる。
【００６６】
また、スタッドは継手嵌合空間への突起突出量が少なく、継手洗浄時に障害となることがないため、継手管内を充分に洗浄し、モルタルを充填することが可能になり、せん断耐力を確実に発揮させることができる。また、煩雑な加工が不要で、製作が容易で経済的である。
【００６７】
好ましい実施例としては、高さ＝４ｍｍ〜１０ｍｍ、径Φ（幅）１０ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度のスタッド（外面突起）を使用する（ただし、上記諸元に左右されない）。配置としては、一継手管について２列以下にすることが望ましく、列配置、千鳥配置のいずれでもよい。
【発明の効果】
【００６８】
本発明は、互いに係合する継手鋼管の特に円弧部の外側部にずれ止め部材が設けられていることで、継手部中央の嵌合区間の界面でのずれ発生、すなわち円弧部とモルタルとの付着面でのずれ発生を阻止することができるため、継手部におけるせん断耐力が大幅に向上する。
【００６９】
また、継手鋼管として内面突起付鋼管を用いた場合、鋼管内面と充填材の付着力は増すが、係合部内に位置する突起のない継手鋼管外周面と充填材との間の付着力が小さいため、その部分で付着切れが発生する恐れがあるが、この付着切れをずれ止め部材によって阻止することによりせん断耐力はさらに向上する。
【００７０】
また、ずれ止め部材は円弧部の外側部にスタッドなどを溶接することにより形成されているため、煩雑な加工もなく、また溶接量もそれ程多くないため、製作も容易で経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
図１〜図３は、いずれも鋼管矢板のＰ−Ｐ型連結構造および鋼管矢板の例を示し、隣り合う鋼管矢板本管１，１の対向する側部に、継手鋼管２，２がそれぞれ鋼管矢板本管１の軸方向と平行に溶接することにより取り付けられている。
【００７２】
各継手鋼管２の側部にはそれぞれスリット２ａが継手鋼管２の軸方向に連続して形成されている。また、各継手鋼管２のスリット２ａから鋼管矢板本管１方向に延びる円弧部２ｂの先端の外側部に、複数のずれ止め部材３が溶接することにより取り付けられている。
【００７３】
ずれ止め部材３は、たとえば図１に図示するような丸鋼や異形鉄筋などの棒鋼、図２(ａ)，（ｂ）に図示するような孔あき鋼板、あるいは図３に図示するようなスタッドから形成され、これらのずれ止め部材３は継手鋼管２の軸方向に一列または複数列に連続して取り付けられ、特に複数列とする方がせん断耐力を向上させる上で有利である。
【００７４】
そして、このように形成された継手鋼管２，２の円弧部２ｂ，２ｂはスリット２ａ，２ａを介して互いに係合されている。すなわち、各円弧部２ｂのずれ止め部材３が取り付けられた先端部分が継手鋼管２内に挿入されている。また、円弧部２ｂの先端部分の両側、すなわち継手嵌合空間Ａ室とＣ室にモルタル４が充填されている。なお、モルタル４はＢ室にも充填されてもよい。こうして、鋼管矢板本管１，１は一対の継手鋼管２，２を介して接続されている。
【００７５】
鋼管矢板の継手部がこのように構成されていることで、継手部中央の嵌合区間Ｈの界面でのずれ発生、すなわち円弧部２ｂとモルタル４との付着面でのずれ発生が阻止されるため、鋼管矢板継手部におけるせん断耐力が大幅に向上する。
【００７６】
また特に、継手鋼管２として内周に突起を有する例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に図示するような内面突起突き鋼管を用いることにより継手部のせん断耐力はさらに向上する。
【００７７】
図５，６に示すグラフは、Ｐ−Ｐ型継手による鋼管矢板の継手部におけるせん断力と相対ずれ変位量との関係について、本発明と従来例を比較したものである。 なお、継手部におけるせん断耐力と相対ずれ変位量は、図７（ａ），（ｂ）に図示する装置を用い、押し抜きせん断実験によって測定した。
【００７８】
図５グラフ（１）は従来例であるずれ止め部材を設けない縞鋼管（図８（１））の実験結果を示し、グラフ（２），（３）、図６は本発明の実験結果を示し、特にグラフ（２）は異形鉄筋（図８（２））、グラフ（３）は孔あき鋼板（図８（３））図６はスタッド（図９（４））をずれ止め部材としてそれぞれ継手鋼管に溶接して用いた場合の実験結果を示したものである。グラフから明らかなように本発明が従来例より変位量が少なく、せん断耐力がはるかに大きいことがわかる。
【００７９】
図４は、施工時に継手嵌合空間Ｂ室にスペーサー５を立て込むことにより、継手嵌合空間Ａ室とＣ室のずれ止め部材３が突設された円弧部２ｂの先端部分の長さ（モルタル４との付着面積）を確実に確保することができ、高いせん断耐力を充分に発揮させることができる。また、スペーサー５として鋼管を用いることによりＢ室に止水材を充填する際の注入管として利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手による継手部のせん断耐力を簡単な構造で高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ずれ止め部材に棒鋼を用いた鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手部の構造を示す横断面図である。
【図２】ずれ止め部材に孔あき鋼板を用いた鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手部の構造を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図である。
【図３】ずれ止め部材にスタッドを用いた鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手部の構造を示す横断面図である。
【図４】継手嵌合空間Ｂ室に鋼管からなるスペーサーが立て込まれた鋼管矢板のＰ−Ｐ型継手部の構造を示す横断面図である。
【図５】Ｐ−Ｐ型継手部のせん断耐力と相対ずれ変位量との関係について、本発明と従来を比較したグラフでる。
【図６】Ｐ−Ｐ型継手部のせん断耐力と相対ずれ変位量との関係について、突起にスタッドを用いたケースの実験結果である。
【図７】Ｐ−Ｐ型継手部のせん断耐力と相対ずれ変位量との関係を測定するための装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】Ｐ−Ｐ型継手の構造について本発明と従来例の実験例を示したものである。
【図９】Ｐ−Ｐ型継手の構造について本発明と従来例の実験例を示したものである。
【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、継手鋼管の内周に形成された突起の形状を示す継手鋼管の内周の一部表面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、Ｐ−Ｐ型継手部の破壊の状態を説明した継手部の横断面図である。
【図１２】（ａ）は鋼管矢板基礎の一例を示す斜視図、（ｂ）は従来の鋼管矢板継手部の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 鋼管矢板本管
２ 継手鋼管
２ａ スリット
２ｂ 円弧部
３ ずれ止め部材
４ モルタル
５ スペーサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う鋼管矢板本管の対向する側部に、軸方向にスリットを有する継手鋼管が取り付けられ、前記スリットどうしを係合させ、かつ前記継手鋼管の外周面のうち、係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられるとともに、該ずれ止め部材の設けられた空間に充填材が充填されていることを特徴とする鋼管矢板の連結構造。
【請求項２】
前記継手鋼管は内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とする請求項１記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項３】
ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とする請求項１または２記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項４】
ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項５】
ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項６】
ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項７】
鋼管矢板本管と当該鋼管矢板本管の側部に取り付けられ、軸方向にスリットを有する継手鋼管とから構成され、かつ前記スリットを互いに係合させて設置される鋼管矢板であって、前記継手鋼管の外周面のうち、係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられてなることを特徴とする鋼管矢板。
【請求項８】
前記継手鋼管は内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とする請求項７記載の鋼管矢板。
【請求項９】
ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とする請求項７または８記載の鋼管矢板。
【請求項１０】
ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板。
【請求項１１】
ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板。
【請求項１２】
ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板。
【請求項１３】
鋼管矢板同士を連結するために鋼管矢板本管に取り付けられる継手鋼管であって、軸方向にスリットを有し、外周面のうち少なくとも別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１４】
内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とする請求項１３記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１５】
ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とする請求項１３または１４記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１６】
ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１７】
ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１８】
ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１】
隣り合う鋼管矢板本管の対向する側部に、軸方向にスリットを有する継手鋼管が取り付けられ、前記スリットどうしを係合させ、かつ前記継手鋼管の外周面のうち、係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられるとともに、該ずれ止め部材の設けられた空間に充填材が充填されていることを特徴とする鋼管矢板の連結構造。
【請求項２】
前記継手鋼管は内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とする請求項１記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項３】
ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とする請求項１または２記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項４】
ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項５】
ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項６】
ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の連結構造。
【請求項７】
鋼管矢板本管と当該鋼管矢板本管の側部に取り付けられ、軸方向にスリットを有する継手鋼管とから構成され、かつ前記スリットを互いに係合させて設置される鋼管矢板であって、前記継手鋼管の外周面のうち、係合する別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられてなることを特徴とする鋼管矢板。
【請求項８】
前記継手鋼管は内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とする請求項７記載の鋼管矢板。
【請求項９】
ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とする請求項７または８記載の鋼管矢板。
【請求項１０】
ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板。
【請求項１１】
ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板。
【請求項１２】
ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の鋼管矢板。
【請求項１３】
鋼管矢板同士を連結するために鋼管矢板本管に取り付けられる継手鋼管であって、軸方向にスリットを有し、外周面のうち少なくとも別の継手鋼管の内周面に対峙する面にずれ止め部材が設けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１４】
内周に多数の突起が形成された内面突起付鋼管からなることを特徴とする請求項１３記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１５】
ずれ止め部材は継手鋼管の軸方向に延びる１列または複数列のずれ止め部材であることを特徴とする請求項１３または１４記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１６】
ずれ止め部材は棒鋼から形成されてなることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１７】
ずれ止め部材は孔あき鋼板から形成されてなることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【請求項１８】
ずれ止め部材はスタッドから形成されてなることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載の鋼管矢板の継手鋼管。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−９５４９０（Ｐ２００８−９５４９０Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０４４３７（Ｐ２００７−２０４４３７）
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【出願人】（０００１８２９８２）住金大径鋼管株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月６日（２００７．８．６）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【出願人】（０００１８２９８２）住金大径鋼管株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
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